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八軸智能視覺焊接機器人是一種八自由度專用機器人，中六軸屬于焊接機器人，另外二軸 屬于焊接變位機，使得系統能夠實現焊接機器人與變位機協調運動，其針對體系結構、機械結 構、示教再現理論、軌跡規劃和優化方法、軌跡跟蹤控制策略等機器人關鍵共性理論和技術展 開研究，采用運動控制卡的方式來實現對機器人空間位置與速度的控制。焊接變位機同焊接機 器人配合，擴展了焊接機器人的工作空間，提高了焊接生產效率和焊接質量。 本系統采用接觸式焊縫跟蹤與攝像機焊縫跟蹤系統相結合，焊前對焊縫進行數據及圖像 采集，通過計算機軟件對焊縫數據及圖像進行處理，生成虛擬焊縫。由虛擬焊縫識別系統控制 執行機構在焊接時進行焊縫跟蹤，提高焊縫質量。八軸智能視覺焊接機器人主要應用于汽車及 其零部件行業和工程機械行業。機器人編程采用示教再現方式，可以通過示教盒直接編程也可 以進行離線編程，實現點位和連續軌跡勻速控制；在焊槍部分安裝人體紅外感應開關，保證工 作人員安全問題；將視覺傳感器作為測量工具來測量機器人末端或是目標的位置，利用視覺信 息來控制機器人末端執行器相對目標或是目標特征的相對位置和姿態，從而減少抓取錯誤及失 誤。

本系統將機器人模型簡化成一個一級二維的倒立擺，并抓住機器人步態規劃中的八個關鍵階段，結合ZMP穩定性理論，設計了一個機器人行走平衡自調整的模糊控制器，使得控制算法大大簡化。大型智能交互機器人與場館內其他小型雙足類人機器人Agent的通信研究采用TCP/IP和無線GPRS方式用于大型仿人機器人與場館內其他小型仿人機器人Agent的通信，研究了幾種用于多Agent之間通信的算法，并將一種改進的遺傳算法并將其應用于多Agent通訊，結果表明此種算法可以提高多Agent之間的通信效率。完成基于嵌入式系統設計，系統實現語音識別、人臉識別，嵌入式系統同時還完成和行走驅動系統、動作驅動系統、無線通信系統的通信，通信方式采用內部總線；完成了基于DSP的直流電機驅動系統設計，實現無刷直流電機電流環、速度環的雙閉環控制；實現了完整的交互協議，保證數據可靠的傳遞。小型雙足類人機器人與小型雙足類人機器人之間的通信研究 將機器人團隊中的每個機器人作為通用控制設備進行互連，通過遵循自主開發的共同的資源描述及功能服務接口標準，使每個機器人能夠有效實現資源共享及協同服務，提高設備間功能的互操作性。互連的機器人相互認識與理解，遵循我們自主開發的規范的設備資源描述標準，該標準詳細記錄機器人在互連網絡中的表現形式，以及設備所能提供的服務。使每臺機器人可以互聯互通、整體團隊形成自組織網絡，進行信息共享及協同工作。

面向室內變電站無人值守與智能巡檢的生產需求，結合攝影測量與移動機器人專業方面的優勢，首創性將自主測圖與導航等機器人技術、人工智能技術與移動測量技術引入室內變電站巡檢領域，研發了面向無人化、高精度、適應性強以及集成度高的室內變電站智能巡檢機器人。實現了可視化建模、全天無人化巡檢、儀表讀數自動識別、機械臂輔助讀表、異常檢測和自主充電等功能，滿足了室內變電站巡檢的各方面需求

自主研發了多機器人協作焊接系統，其中機器人控制器自主研發，采用EtherCAT總線通訊控制底層伺服，控制周期1ms。參與協作焊接的機器人均為國產6軸通用該機器人，多機器人系統的各項性能指標對照ABB MultiMove、KUKA RoboTeam功能，技術指標達到國外領先品牌同等技術水平。具體技術指標： ① 變位機（夾持）機器人支持6維力-力矩傳感器，實時補償估計偏差； ② 焊接機器人支持接觸找焊縫、激光焊縫跟蹤等多種焊接工藝； ③ 最多支持4臺機器人協作； ④ 可根據應用需求開發新場景控制程序。

一、項目簡介  “中國制造2025”發展規劃的啟動促使智能制造成為生產制造企業的主旋律，而工業機器人作為智能制造的重要柔性制造單元，迎來了廣闊的行業發展機遇。福建省出臺的《福建省實施<中國制造2025>行動計劃》，將發展智能制造視為首要任務，推廣“數控一代”，開展智能制造試點示范，實施“機器換人”專項行動，發展壯大智能裝備產業，開發智能終端產品和提升工業軟件支撐能力。 二、前期研究基礎 與泉州市微柏工業機器人研究院有限公司建立合作關系，采用企業與高校共同投資模式，建立“嘉庚學院—微柏工業機器人創新實驗室”，實驗室現有師生近百人，為高校師生提供研發環境，為企業進行技術難題攻關并培育人才。 與微柏簽署了為期3年的技術服務合同（2014.12-2017.12，微柏工業機器人技術支持服務，150萬元）。 與微柏聯合申報了多項科技項目：（1）工業機器人整機綜合性能測試儀的研發及產業化，2016.10，國家重大科學儀器設備開發專項；（2）工業機器人的遠程監控和故障預測系統的開發，2015.9，福建省對外合作項目；（3）面向瓷磚智能化分揀生產線的關鍵技術，2015.10，泉州市科技局燎原計劃。并協助微柏完成了福建省新型科研機構、企業創新基金、廈門大學本科生校外實習基地申請。 三、應用技術成果 基于課題組自主研發的機器人控制器，結合機器視覺自動識別技術，分別開展了以下6個項目：（1）為四川航天世東汽車部件有限公司研發的焊接機器人焊縫自動跟蹤識別系統；（2）為蘇州寶麗潔公司研發的之駐守機器人濕紙巾自動識別貼蓋系統；（3）為泉州港威五金制品有限公司研發了鋁水自動澆注系統；（4）為晉江的沃鞋服有限公司研發的鞋模自動跟蹤噴膠系統；（5）為福建省鋰東精密機械有限公司研制了自動搬運識別系統；（6）為江蘇太倉寶祥有色金屬制品廠研制了自動碼垛識別系統。 四、合作企業 泉州市微柏工業機器人研究院有限公司是福建省工業機器人研發龍頭企業，從事工業機器人相關技術研發及產業化十余年，專注研發六關節與四關節自由度串并聯機械手等，自主研發數十種應用在沖壓、噴涂、焊接、激光加工等生產作業領域的專業機器人。自主研發了高精度RV減速機檢測臺，工業機器人零點矯正與運動精度檢測裝置，焊接機器人防碰撞測試裝置等工業機器人核心部件與整機檢測系統，獲得國家發明專利5項，國家實用新型專利30項。作為福建省科技小巨人企業、福建省科技型企業泉州市智能制造示范企業等，承擔了省部級科技項目10余項。

大尺寸測量的用途十分廣泛，幾乎應用到大型產品的設計研發、裝配成型、驗收交付等各個環節，在航空航天、車輛船舶、風電、水利工程、雷達天線、重型機械等領域的需求尤為突出，在現代大型機械制造業中扮演著極其重要的角色。

智能交互式上肢康復機器人在機械結構上改進了現有動力型上肢康復機器人將電機放在運動關節處造成的噪聲高、體積大等不足。在系統控制上，設計了多模態控制（語音控制、觸摸控制、按鍵控制等）方式，使得控制更加符合人機交互控制需要，同時還設計了多種訓練模式（被動訓練、助力訓練、虛擬現實訓練等）。醫、患、機三者交互，實現了醫生跟患者，醫生與機器，患者與機器之間的遠程、無線控制。

噴頭霧化液滴中徑尺度控制范圍 20-40μm； 噴桿總高度可在 1.5m-2.2m 內自動調節； 無人駕駛施藥導航系統相位中心誤差±10mm，提取特征線段的準確率達 98%；裝備寬度 40-70cm 內可調；施藥行駛速度： 0-1.5m/s，加速度為 0.5m/s2；與傳統施藥方式相比，施藥效率提高 10%，農藥有效利用率提高 10%。

研制的新型水下飛行式智能探測巡檢機器人通過長艏翼設計，可搭載雙三軸正交電磁探測設備，以突破水下聲、光設備探測盲區，克服海纜（尤其是海底光纜）直徑細小、海床掩埋等探測挑戰，實現近海底飛行式探測與巡檢，為海纜智能運維提供關鍵技術支撐。該水下機器人為國內首款面向海纜智能運維的無人無纜自主探測巡檢裝備，可通過日常巡檢評價海纜安全風險，制定海纜系統運維計劃。該裝備還可對海纜進行故障點快速定位，輔助完成海纜快速打撈和故障修復。 圖 1飛行式長艏翼水下機器人近底探測巡檢海纜場景 圖2 自主研發的海纜智能探測巡檢水下機器人 圖3 水下機器人模擬海纜探測湖上試驗 水下機器人深度等級300米（可根據場景需求進行升級）；有效探測磁場強度≥10nT；巡航速度3節、探測巡航速度1-2節。

本成果為自主研發的神經外科智能導航與手術機器人系統，核心包括手術規劃軟件、導航定向系統、機器人輔助器械定位和操作系統。 該系統能夠提供開放的人工智能建模與手術規劃功能，讓建模與規劃更加智能；提供個性化3D打印部件功能，讓導航設置更簡便，術中操作更安全；具有界面友好、功能強大的神經外科建模與手術規劃軟件，支持CT/MRI多模態圖像自動配準融合、智能重建、解剖測量、手術方案設計等功能。此手術機器人可用于腦外科手術、活檢、電極測量、囊腫或血腫等手術。機器臂可實現精確的術中定位，手術更加微創，并且可以連續穩定工作，降低醫生疲勞程度，提高手術安全性。